Ne zaman düşük ESR kapasitör kullanmalıyım?

Yeni bir tasarımın ortasındayım ve doğru kapasitörü seçmem gerekiyor.

Bir kapasitörde eşdeğer seri direncin (ESR) etkisi nedir ?

Ne zaman düşük ESR kapasitör kullanmalıyım?

Kondansatörün ESR'si kondansatörün reaktansına göre yüksekse ( ) ilgili frekanslarda, daha düşük bir ESR kapasitörü isteyebilirsiniz.$X_C= \frac{1}{2\pi fC}$

"Düşük ESR" kapasitörler için gereksinim normal olarak frekansın nispeten yüksek olduğu (kHz ila MHz) anahtarlama güç kaynaklarının çıkış filtrelerinde ortaya çıkar. Yüksek kapasiteli elektrolitik orantılı olarak küçük bir ESR'ye sahip olduğu, 100Hz veya 120Hz dalgalanmanın ESR'den büyük ölçüde etkilenmediği şebeke filtrelerinde (SMPS'nin giriş filtresi dahil) daha az önemlidir.

ESR ayrıca elektrolitik kapasitörlerin ömrünü önemli ölçüde kısaltabilen ısıtmasına neden olur (her 10 ° C artış için yarı ömür bir başparmak kuralıdır).$I^2R$

Düşük ESR kısmı alternatiflerden ziyade yüksek kaliteli düşük ESR polimer elektrolitik kullandığınızda düşük ESR kısmı gürültüyü daha az filtre aşamasıyla azaltabileceğinden, ultra düşük gürültülü analog güç kaynakları oluştururken de kullanışlıdır.

ESR tam olarak söylediği şeydir, kapasitörünüzle seri direnç.

Kapasitörünüzde çok fazla dalgalanma akımı varsa, düşük ESR önemlidir. RMS dalgalanma akımı, kapasitörde ısıtma (I ^ 2R) kayıplarına ve ek dalgalanma voltajına neden olacaktır.

Ayrıca kapasitörünüzün frekans tepkisini de etkiler. RC devresi tarafından oluşturulan ESR sıfırı, daha yüksek çıkış dalgalanması pahasına bir güç kaynağı kontrol döngüsünde dengeye yardımcı olabilir.

Uygulamanız yüksek dalgalanma akımına sahipse ve stabilite için ESR sıfıra ihtiyacınız yoksa, düşük bir ESR kapağı muhtemelen yol olacaktır.

Büyük di / dt olmadan enerji depolaması arıyorsanız, yüksek kapasiteli bir elektrolitik daha uygundur.

Beklenen I ^ 2 R ısı kaybı (dalgalanma akımı, kare, ESR çarpı) bileşen için çok fazla ısı olduğunda düşük ESR kapasitör kullanmalısınız.

Güç kaynağı kapasitörleri, AC kaynaklarından sağlanan DC gücünde düzgün dalgalanma. AC kaynağı düşük frekanslı olduğunda (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz ...) kapasitörler fiziksel olarak büyüktür ve yüksek ESR'yi tolere edebilir (1000 uF filtre kapasitörlü 1A besleme için 1 ohm gibi). Bunun nedeni, bir amper dalgalanma akımının sadece bir watt ısı yaratması ve büyük (yüzey alanının bir inç karesinin üzerinde) 1000 uF kapasitörünün bu ısıyı dökebilmesidir.

Anahtarlama modu kaynakları 50 kHz'e yükseldiğinde ve uygun bir ideal kapasitör değeri (yine 1A çıkışı için) yaklaşık 2.2 uF olduğunda, 1 ohm ESR, aynı 1W'nin bezelye büyüklüğünde bir kapasitöre boşaltılacağı anlamına gelir. Başarısız olurdu, çünkü bir watt ısıyı dağıtmak için çok küçük.

Bu tam bir hikaye değil (ortalama dağıtım desteklenebilir gibi görünse bile yerel ısıtma 'sıcak noktalar' olabilir), bu nedenle ayrı ESR ve dalgalanma akım özellikleri vardır.

DC güç kaynağı filtrelemesinin dışındaki kondansatör ESR de istenmeyen bir başıboş empedans olduğu için endişe vericidir. 'Yayılma faktörü' veya 'kayıp teğet' veya Q olarak tartışılabilir ve önemli frekans bağımlılığına sahiptir.

Düşük ESR kapasitör isteyeceğiniz bir diğer durum, küçük patlamalarda çok fazla akım çekilmesi (bir sub-woofer amplifikatör gibi). Böyle bir durumda, daha yüksek bir ESR çekilebilecek maksimum akımı sınırlayacak ve dolayısıyla güç çıkışını ve devrenin performansını sınırlayacaktır.